【正文】 cofficient)， and analyze Re， finpitchnumber of tube rows， row spacing of fin tube(horizontal spacing and vertical spacing)， the impact on the plainfinned tube39。s flow and heat transfer performance， so as to provide a theoretical basis for the disgn， improvement and optimization of plainfinned tude heat exchangers． Key words: numerical simulation； plainfin； laminar flow； heat transfer III 目 錄 摘 要 ...................................................................................................................................... I Abstract......................................................................................................................................II 第一章 緒論 ......................................................................................................................... 1 課題背景及研究意義 ............................................................................................. 1 翅片管強(qiáng)化傳熱的數(shù)值解法 ................................................................................. 4 平直翅片管換熱器的研究進(jìn)展及成果 ................................................................. 7 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................... 11 第二 章 平直翅片管換熱流動(dòng)模型建立與分析 ............................................................... 12 平直翅片管換熱與流動(dòng)特性物理過程的描述 ................................................... 12 平直翅片管換熱器物理模型的建立 ................................................................... 12 平直翅片管數(shù)學(xué)模型描述與簡(jiǎn)化假設(shè) ............................................................... 14 第三章 基于 Fluent 平直翅片管數(shù)值模擬及 CFD 簡(jiǎn)介 ................................................. 18 常用數(shù)值計(jì)算方法簡(jiǎn)介 ....................................................................................... 18 CFD 概述 .............................................................................................................. 20 FLUENT 軟件概述及 GAMBIT 簡(jiǎn)介 ................................................................. 22 平直翅片管基于 FLUENT 數(shù)值模擬 .................................................................. 24 第四章 平直翅片管數(shù)值計(jì)算結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 ............................................................... 27 迭代殘差圖 ........................................................................................................... 27 雷諾數(shù)對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ................................................... 27 翅片間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ............................................... 32 管排數(shù)對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ................................................... 33 管排橫向間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ....................................... 35 管排縱向間距對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ....................................... 38 管排方式對(duì)平直翅片管換熱與壓降特性的影響 ............................................... 40 結(jié) 論 ................................................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 44 外文原文 ................................................................................................................................. 47 中文翻譯 ................................................................................................................................. 53 1 第一章 緒論 課題背景及研究意義 強(qiáng)化傳熱技術(shù)概述 強(qiáng)化傳熱是上世紀(jì)六十年代開始蓬勃興起的一種改善傳熱性能的先進(jìn)技術(shù)。它的任 務(wù)是促進(jìn)和適應(yīng)高熱流，以達(dá)到用最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備來傳輸特定的熱量，用最有效的冷卻來保護(hù)高溫部件的安全運(yùn)行，以及用最高效率來實(shí)現(xiàn)能源的有效利用。正因?yàn)槿绱藗鳠釓?qiáng)化在工業(yè)生產(chǎn)中有著十分廣泛的應(yīng)用，無論在動(dòng)力、冶金、石油、化工、材料制冷等工程領(lǐng)域，還是航空航天、電子、核能等高技術(shù)領(lǐng)域，都不可避免的涉及熱量的傳遞及其強(qiáng)化問題。而換熱器作為一種傳熱設(shè)備成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備 [1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器投資占 30%～ 40%；在制冷機(jī)組中，蒸發(fā)器和凝結(jié)器的重量占機(jī)組總重量的 30%～ 40%，動(dòng)力消耗占總值的 20%～ 30%；在熱電廠中，如果將鍋爐也視作換熱設(shè)備，則換熱器的投資約占整個(gè)電廠總投資的 70%左右 [2]。因此，換熱設(shè)備的合理設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)和改進(jìn)對(duì)于整個(gè)企業(yè)投資、金屬耗量、空間以及動(dòng)力消耗有著重要影響。 近十幾年來，世界面臨著能源短缺的局面，為緩和能源緊張的狀況，世界各國(guó)競(jìng)相采取節(jié)能措施，大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)已成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中一個(gè)重要課題。采用先進(jìn)技術(shù)，節(jié)能降耗，倡導(dǎo)低碳生活和綠色的生存模式，提高能源有效利用率勢(shì)在必行，正是出于這種目的，許多學(xué)者對(duì)強(qiáng)化換熱技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，提高換熱器的換熱效率來節(jié) 約能源。換熱設(shè)備的合理設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)和改進(jìn)對(duì)節(jié)省資金、能源和金屬是十分重要的，因而強(qiáng)化換熱對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。 強(qiáng)化傳熱是實(shí)現(xiàn)換熱器高效、緊湊換熱的主要途徑，其基本元件的開發(fā)研究一直備受關(guān)注，各種行業(yè)對(duì)強(qiáng)化傳熱的具體要求各不相同，但歸納起來，強(qiáng)化傳熱技術(shù)總可以達(dá)到下列目的 [2]： (1) 減少初設(shè)計(jì)的傳熱面積和重量； (2) 提高現(xiàn)有換熱器的換熱能力； 2 (3) 使換熱器在較低的溫差下工作； (4) 減少換熱器的阻力，以減少換熱器運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力消耗； (5) 提高換熱器的換熱器能力，同時(shí)使得增加的阻力不至于 太大。 其中，方法 (5)是一種嶄新的強(qiáng)化換熱的方法，由于很多傳統(tǒng)強(qiáng)化換熱的方法會(huì)明顯帶來流動(dòng)阻力的大幅增加，而很多時(shí)候阻力增加的代價(jià)是大于換熱增加帶來的效益的，出現(xiàn)這種情況就會(huì)得不償失了。方法 (5)追求的目的是能夠